Propagação e Difração Flashcards
Com as aproximações de Fresnel (aproximações planas às ondas esféricas) e com as aproximações de Fraunhofer (aproximações parabólicas às ondas esféricas), pode calcular-se o campo escalar com base no conhecimento do campo escalar noutro plano paralelo ao primeiro. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A difração em Ótica Ondulatória formaliza-se entre planos paralelos. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Desde que seja conhecida a FTA, no plano z=0, t(x,h) é possível calcular a Amplitude Complexa (e a irradiância) difratada em cada ponto (x, y, z) a uma distância z que satisfaça as condições de Fresnel. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A aproximação de Fraunhofer impõe uma distância considerável. A interposição de uma lente, de distância focal f, e a aproximação do seu plano focal são equivalentes, matematicamente, à aproximação de Fraunhofer. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A teoria do limite de resolução de Rayleigh remete para a estrutura de difração de uma abertura circular, isto é, para a função sombrero. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O Princípio de Huygens-Fresnel prevê a existência de uma segunda onda que se propraga na direção oposta, mas que não existe. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Na aproximação de Fraunhofer, o campo no detetor pode obter-se por convolução entre o campo em sigma (incidente no objeto difratante) e h (representa uma onda esférica na sua aproximação paraboloidal), logo, a difração neste regime pode considerar-se um sistema linear invariante, ou, alternativamente, que a propagação se pode encarar como um filtro espacial. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Na aproximação de _______________, o campo no detetor calcula-se fazendo a TF do campo _______________ da abertura e esta transformada é calculada para valores específicos de _______________ espaciais (fx, fy), que são determinadas pela ______________ do problema no detetor e pelo _______________ ____ ___________.
Fraunhofer; emergente; frequências; geometria; comprimento de onda
Na aproximação de Fresnel, a amplitude complexa em (x,y) é proporcional à TF do campo calculada para os valores de frequências espaciais especiais. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Na aproximação de Fraunhofer, a forma do padrão varia com a distância do plano detetor à abertura do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Na aproximação de Fresnel, a forma do padrão varia com a distância do plano detetor à abertura do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
As lâminas de faces paralelas não fazem variar a fase das ondas incidentes, apenas a amplitude. Por isso, designam-se objetos de amplitude. Verdadeiro ou Falso?
Falso
O olho humano é um objeto de fase. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Na difração por lentes, uma lente de distância focal f transforma uma onda plana numa onda paraboloidal convergente para o foco, F´, e transforma uma onda paraboloidal gerada em P1 (objeto) noutra paraboloidal com centro em P2 (imagem), conjugando planos que satisfazem a equação dos planos conjugados. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Uma lente é um objeto de fase. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Uma lâmina de faces paralelas é um objeto de amplitude. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Em geral, elementos óticos transmissivos são objetos de amplitude. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Componentes GRIN são objetos de fase. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Os objetos que constituem pupilas retangulares são objetos de _______________, porque não afetam a _________ da onda incidente.
amplitude; fase
Os objetos que constituem pupilas circulares são objetos de fase. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Os objetos que se inserem na categoria de redes de difração de amplitude alteram, ponto por ponto, o módulo da amplitude complexa incidente, mas não alteram a sua fase. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
As redes de difração de fase atuam, normalmente, em transmissão, e não em reflexão. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Os hologramas são quase sempre redes de difração de amplitude. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Os objetos que se inserem na categoria de redes de difração de amplitude alteram a fase da onda incidente, localmente, em função da topografia local. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A profundidade de uma rede m afeta a sua TFA, logo, afeta o padrão de difração da rede. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Nas redes de difração de fase, como a espessura varia harmonicamente (a exponencial de funções trigonométricas não são matematicamente simpáticas), podemos simplificar a FTA e dar-lhe a forma de uma combinação linear de funções simples (senos e cossenos), embora em número potencialmente infinito e a importância relativa dos vários termos é dada pelas funções de Bessel, dependendo do fator de modulação da topografia, m. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A rede de difração harmónica de amplitude atenua localmente o módulo de _____, sem alterar a _________ da onda incidente, e fá-lo de forma ______________.
U; fase; harmónica
Para FTA passar a caraterizar uma rede de difração de dimensões finitas, faz-se o quê?
Multiplica-se a FTA por uma função rect que representa um quadrado de lado 2w, por exemplo.
Se o diâmetro da lente for bastante superior ao do feixe gaussiano, o módulo da onda gaussiano não está a ser afetado. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Se o diâmetro da lente for bastante superior ao do feixe gaussiano, o módulo da onda gaussiano não está a ser afetado. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O feixe transmitido tem, exatamente, a mesma estrutura de fase, mas com um raio de curvatura R diferente. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A passagem de uma série para o integral de Fourier, em nada altera o significado das frequências espaciais ou temporais. No entanto, estas, agora, variam continuamente, isto é, deixa de existir uma frequência fundamental. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Quando se constata que um espetro é discreto, o sinal é necessariamente periódico e, por isso, quando é NÃO-PERIÓDICO, diz-se que o espetro é contínuo. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Quanto maior é a frequência, mais concentrado é o padrão de difração. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Representado-se o gráfico da TP no plano (u, v), cada padrão fica sempre associado a dois máximos simétricos e a sua direção fica definida pelos dois pontos (direção da periodicidade do padrão incial). Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A parte real do kernel de Fourier representa um padrão periódico do perfil sinusoidal em 2D, ao longo da direção de u com frequência linear |u| (ou período 1/|u|). Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Em espetros de potência, conseguem visualizar-se diferenças de fase. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Porque é que se diz que o padrão não é harmónico quando temos um máximo central?
Quando temos um máximo central, o padrão é periódico mas não é harmónico, porque o seu nível médio não é nulo.
Enumere as propriedades da Transformada de Fourier.
- Linear
- A TF de uma função transladada é igual à TF da função não transladada multiplicada por uma variação de fase linear nos valores da translação.
- A TF de uma função escalada é igual ao módulo do produto da escalas pela TF da função não escalada.
- Energia/T. Parseval: O integral gaussiano da função é igual ao integral gaussiano da sua TF.
Na transformada de Fourier do retângulo 2D, os zeros são inteiros e estão regularmente espaçados. Na TF do círculo 2D, os zeros não se encontram regularmente espaçados e a amplitude dos máximos vai diminuindo ao longo dos eixos. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Na TF do círculo 2D recorre-se a funções de Bessel de 2ª ordem. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Na aproximação de Fraunhofer, a amplitude é a TF do campo emergente em z=0, sendo a TF calculada para frequências espaciais que dependem da geometria e da física do problema. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
As frequências espaciais usadas no cálculo da TF do campo emergente, na aproximação de Fraunhofer, são inversamente proporcionais ao comprimento de onda da onda em questão e diretamente proporcionais às variáveis transversas (x,y). Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O primeiro zero do sombrero ocorre para _______, exatamente o valor que surge no diâmetro do risco central (disco de Airy). Verdadeiro ou Falso?
1,22
A TF de uma constante é um impulso na origem. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O que é a TF de um produto?
A TF de um produto é a convolução das TF’s de cada fator, sendo o impulso o elemento neutro da convolução, limitando-se a transferir o seu argumento na convolução.
O resultado da TF tendo em conta uma rede de difração em amplitude 1D são 3 sincs centrados em 0 e em +/- f0. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Para que os sincs consecutivos só se intersetem em lobos de muito reduzida intensidade, ou para que eles não se intersetem de todo, é preciso garantir que, para uma dada dimensão da rede de difração, a rede tem de ter uma frequência superior a um dado limiar (1/w). Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O valor da duty cycle corresponde à frequência da rede e esta não depende da abertura. Verdadeiro ou Falso?
Falso, apenas porque a f0 só depende da abertura.
Quanto maior é a frequência da rede de difração, mais espaçadas se encontram as ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
É a modulação da rede que determina a distribuição da energia pelas ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Tanto a separação como a _____________ das ordens de difração variam linearmente com o ______________ ____ _____________.
espessura; comprimento de onda
A distribuição da energia pelas ordens é alterada pela frequência da rede. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Redes com a mesma frequência podem apresentar distribuições de energia diferentes, porque é a modulação da rede (ou o seu perfil/forma) que vai influenciar esse fator.
A distribuição da energia pelas ordens depende do perfil da rede (todas têm a mesma frequência) e algumas ordens intermédias podem não ser visíveis. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O padrão de difração da ___________ é repetido em função da _____________ da _________ e a amplitude (distribuição da energia) de cada ordem é determinada pelo padrão de difração do ____________.
rede; frequência; rede; motivo (abertura individual que se repete em cada posição de referência)
As redes de difração de amplitude têm mais ordens de difração do que as redes de difração de fase. Verdadeiro ou Falso?
Falso
As redes de difração constituem o elemento crítico dos espectrómetros, pois implementam a separação angular espetral de um feixe não monocromático. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Num espectrómetro, aproveita-se apenas uma das ordens, o que significa que é importante que a distribuição de energia seja assimétrica, o que se consegue com redes com perfil em dente de serra, que são redes de fase. Estas redes permitem otimizar a eficiência e a sensibilidade de um espectrómetro, aproveitando ao máximo o fluxo luminoso disponível. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A estrutura fina do espetro é determinada pelo padrão de difração da abertura confinante (sinc, sombrero, …). Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
No caso de interferência entre múltiplas ondas, a onda emergente de cada uma das fendas está em fase com as demais e este conjunto de muitas ondas pode interferir construtivamente, o que significa que, para TODAS as outras direções que não satisfaçam a condição dos máximos da irradiância, a interferência é globalmente destrutiva e nenhuma luz deverá emergir segundo tais direções. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Quanto menor é o número de fendas iluminadas pela onda incidente, mais bem definidas estão as direções segundo as quais há máximos de irradiância. Verdadeiro ou Falso?
Falso
O espetro de difração do motivo fixa a intensidade relativa das várias ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?
Falso. É o espetro de difração da abertura confinante que é responsável pelas intensidades relativas das ordens.
As distâncias lineares entre ordens no plano de observação (a distância z da rede) são constantes. Verdadeiro ou Falso?
Falso
O que são ondas ausentes?
São ondas que não receberam energia do padrão de difração da fenda (não estão associadas ao facto de não ocorrer interferência construtiva segundo essas direções).
Um padrão de difração é tão mais proeminente quanto maior for a dimensão da pupila de saída do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A estrutura fina da imagem de objetos no infinito é determinada pela difração na pupila. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
É f ou z que determinam a escala do padrão de difração. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Um sistema que satisfaça o Critério de Rayleigh diz-se limitado por difração. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O que é que significa um sistema ser limitado por difração.
Significa que é inútil prosseguir com a redução das aberrações, pois a mancha luminosa já está condicionada pela difração na pupila.
O olho é um sistema limitado por difração. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Uma lâmina de faces paralelas é um objeto de amplitude no qual a desfasagem das ondas por difração é uniforme e em que a transmissão da variação da amplitude é diferente de ponto para ponto. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Quando o número de Fresnel (N_F) é muito inferior a 1, estamos nas condições para aplicar a aproximação de Fresnel. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A TF de uma abertura retangular ocupa os 4 quadrantes com valores não nulos. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Numa rede de difração de fase, os sincs infinitos originados a partir da TF do campo emergente na abertura difratante não se encontram igualmente espaçados. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Na difração por 2 fendas, na expressão na irradiância no plano de deteção, o cos^2 vem do facto de serem 2 fendas e o sinc^2 provêm das aberturas individuais retangulares. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
À medida que o número de fendas aumenta, concentra-se cada vez mais a microestrutura do padrão em torno de cada ordem, sendo, assim, alterada a forma como a energia se distribui por cada ordem. Verdadeiro ou Falso?
Falso. A forma como a energia se distribui mantém-se inalterada, porque os valores que se utilizam dos sincs são os mesmos. Visualmente, as ordens são mais intensas, pois o mesmo fluxo distribuir-se-á por uma microestrutura de menores dimensões.
O padrão de Airy decorre, por exemplo, de uma situação que envolva passar uma onda plana por uma pupila circular (lente). Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O Critério de Rayleigh não se aplica a ondas monocromáticas, porque só se aplica a luz incoerente. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Aplica-se a luz monocromática, mas não a luz coerente.
Numa rede de difracção 2D, os máximos de irradiância ocorrem segundo ângulos cujos senos sejam múltiplos
da razão entre o comprimento de onda e a separação entre fendas consecutivas da rede. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Numa difração por uma fenda, os máximos de irradiância ocorrem segundo ângulos cujos senos sejam múltiplos da razão entre o comprimento de onda e a dimensão da fenda. Verdadeiro ou Falso?
Falso. São os mínimos que ficam definidos assim.
A equação das redes nada diz sobre a distribuição entre várias ordens, nem sobre a estrutura fina de cada ordem. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
